Valoriser le bois-énergie toute l’année : climatiser au bois-énergie

Qui a dit que le bois-énergie est une solution limitée aux régions à climat froid ? La technologie d’absorption permet de produire de l’eau glacée à partir d’eau chaude. Aussi le SMECTOM du Plantaurel à Varilhes dans l’Ariège a choisi de climatiser ses locaux avec son broyat de palettes et des plaquettes forestières.

Groupe à absorption Yazaki WFC-SC10 de 35,2 kW

Groupe à absorption Yazaki WFC-SC10 de 35,2 kW

Là où le soleil brille souvent, la facture d’électricité pour l’air conditionné dépasse largement celle du chauffage. Alorscomment valoriser les importants potentiels de biomasse locale ? Dans certains pays grâce à des soutiens publics, on finance le rachat d’électricité biomasse dans de vieilles centrales charbon à faible rendement. Celles-ci rejettent, dans les rivières ou dans l’air, 50 à 70% de l’énergie de la biomasse consommée, énergie renouvelable mais néanmoins précieuse et limitée. L’électricité verte après quelques pertes sur le réseau de distribution peut alors faire tourner les groupes froids à compression…

Schéma de principe de l'installation du SMECTOM

Schéma de principe de l'installation du SMECTOM

Les groupes à absorption, dont la technologie est désormais fiable, donnent l’accès à la climatisation en valorisant directement les sources de chaleur renouvelables. Si l’idée est surprenante, le principe est assez simple. La chaleur fournie par une chaudière, une centrale de cogénération ou des panneaux solaires produit l’évaporation d’eau à basse température dans une enceinte presque sous vide. L’énergie nécessaire à la vaporisation de l’eau, la chaleur latente, est prise au circuit d’eau froide dont la température est ainsi abaissée. Afin de maintenir la continuité de l’évaporation sous vide, il faut éliminer la vapeur d’eau produite. Ceci est réalisé par l’absorption de cette dernière par une solution d’eau et de bromure de lithium. La technologie est un peu plus complexe car il faut ensuite séparer les deux composants du mélange. Le choix du bromure de lithium est adapté aux grandes puissances mais ne permet pas de produire de froid négatif (congélation, surgélation) contrairement au choix de l’ammoniac. Le cycle nécessite l’évacuation de chaleur à basse température (35°C) lors de la condensation du liquide réfrigérant. Cette chaleur résiduelle permet par exemple de préchauffer de l’eau chaude sanitaire dans un hôtel.

Bâtiments du silo, de la chaufferie et du groupe d'absorption
Bâtiments du silo, de la chaufferie et du groupe d’absorption

En Ariège, le SMECTOM du Plantaurel, un centre de tri des emballages et cartons, dispose d’un important gisement de palettes, sans débouché local. Celles-ci sont broyées par un prestataire de service et transportées jusqu’en Italie pour la fabrication de panneaux de particules. Par ailleurs afin de garantir des conditions de travail optimales, le local, où le personnel effectue le tri manuel des emballages, est maintenu en surpression afin de limiter les odeurs et les entrées de poussières. Ce dispositif consomme une importante quantité d’énergie sous forme de chaleur l’hiver et de froid l’été. Pour fournir cette énergie, en minimisant l’impact environnemental de son activité, la direction du SMECTOM a décidé d’investir dans le bois-énergie et la technologie d’absorption. C’était une première en France et en Europe on peut compter ce type d’installations sur les doigts de la main. Le bureau d’étude Energie Systèmes Ingénierie, chargé du projet, a choisi d’installer une chaudière automatique à plaquette de 150 kW (marque Energie Système) et un groupe à absorption YAZAKI WFC-SC10 de 35.2 kW. Ne pouvant valoriser la chaleur résiduelle sur le site, il a fallu compléter l’équipement d’une tour de refroidissement de 85 kW (EVAPCO LSWA-20AA).

L’installation consomme environ 65 tonnes par an d’un mélange 50/50 de broyat de palettes recyclées et de plaquettes forestières produites localement. L’incorporation de bois déchiqueté a été nécessaire pour pallier au taux de fines trop important dans le broyat de palettes : les fines étaient responsables de blocages et casses des moto-réducteurs et de la vis d’alimentation. Un criblage pourrait aujourd’hui permettre de fonctionner à 100% avec les palettes (dont l’essentiel continue d’être exporté vers l’Italie) mais le SMECTOM a choisi de continuer à acheter la plaquette forestière pour soutenir le développement du bois-énergie en Ariège. Sur deux années d’utilisation, soit deux saisons de chauffage et deux saisons de climatisation, le coût du kWh consommé, combustible et maintenance comprise, est revenu à 2.87 cts euros.

50% broyat de palettes, 50
50% de broyat de palettes, 50% de plaquettes

deUn des avantages du système à absorption est sa maintenance réduite une fois par an à un tirage au vide, des resserrages électriques, et quelques contrôles. Dans le cas du SMECTOM, où la chaleur résiduelle ne peut être valorisée pour chauffer une piscine par exemple, il faut également effectuer l’entretien du système de traitement d’eau de la tour de refroidissement.

Les subventions de la région Midi-Pyrénée et de l’ADEME déduite, le SMECTOM a investi 106 000 euros HT dans l’installation, mise en service en février 2004. La direction se réjouit d’avoir jouer le rôle de pionnier dans le froid bois-énergie et encourage les autres maîtres d’ouvrages à suivre son exemple. Dans les hôpitaux ou les hôtels, avec des besoins continus d’une piscine ou d’eau chaude sanitaire, on évite le surcoût de la tour de refroidissement et le COP (coefficient de performancepour le froid) peut atteindre 2.2 pour 0.7 avec la configuration de Varilhes.

La technologie d’absorption est donc le complément idéal des installations de cogénération biomasse dont il est difficile de valoriser la chaleur en saison chaude. On parle alors de trigénération (électricité, chaud et froid) comme dans les usines Turboméca à Bordes ou Fischer en Autriche. Ainsi, avec un rendement global d’environ 90%, la production d’électricité à partir de biomasse prend alors tout son sens.

JHDC

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